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>> 方正證券-半導(dǎo)體材料行業(yè)專題報(bào)告:芯片功耗提升,散熱重要性凸顯-240313
上傳日期:   2024/3/13 大小:   1918KB
格式:   pdf  共23頁 來源:   方正證券
評級:   推薦 作者:   佘凌星,鄭震湘
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AI驅(qū)動高散熱需求,封裝材料市場預(yù)計(jì)2027年市場規(guī)模達(dá)298億元。封裝材料成本通常會占到整體封裝成本的40%~60%,其中多種封裝材料決定了芯片散熱性能的優(yōu)劣,如固晶膠/膜、熱界面材料(TIM)、均熱片及散熱器以及底部填充料(Underfill)等。我們認(rèn)為封裝材料市場規(guī)模將隨著高散熱性能需求進(jìn)一步提升。
  固晶膠向固晶膠膜升級,以應(yīng)對芯片尺寸減小及高集成度需求。固晶膠作為一種封裝黏接材料,對芯片的有效散熱也有重要作用。但受制于固晶膠均勻性差、容易有樹脂泄漏等缺點(diǎn),隨著芯片尺寸的減小,芯片在鍵合時的均勻性對其缺陷率的影響也不斷放大,固晶膠逐漸升級成固晶膠膜。固晶膠膜相比固晶膠擁有時間、成本以及性能上的全面優(yōu)勢,其解決了固晶膠的均勻性問題,同時省去了切割后的涂膠環(huán)節(jié),大幅度縮減了工藝流程的時間成本。當(dāng)前市場主要由德國漢高、日本日立、日東等公司壟斷,國內(nèi)德邦科技已成功打破DAF材料的海外壟斷格局,逐漸實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。
  封裝散熱材料是芯片熱量轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵材料。散熱材料可被分為:
  1)熱界面材料(TIMs):熱界面材料用于填充芯片與熱沉以及熱沉與散熱器之間的空隙,以建立芯片與散熱之間的導(dǎo)熱通道,實(shí)現(xiàn)芯片的熱量快速傳遞。熱界面材料對材料的性能有著極高要求,TIM1材料必須能夠承受從40°C到150°C的極端溫度循環(huán),而溫度循環(huán)TIM2材料的功能上限通常更接近120°C。熱界面材料主要使用的材料包括導(dǎo)熱油脂(2020年市場規(guī)模達(dá)3.6億美元),以及膠膜和膠帶,市場規(guī)模為3.2億美元。
  2)均熱片:均熱片是一種半導(dǎo)體器件的熱輻射底板,用于器件的有效散熱和熱應(yīng)力的減少。隨著高性能計(jì)算對散熱性能愈來愈高,均熱片作為芯片散熱解決方案最核心的組成部分,對其性能的要求也更加嚴(yán)苛,產(chǎn)品的性能溢價有望進(jìn)一步提升。
  3)散熱器:散熱器與均熱片的作用基本相同,主要區(qū)別為其通常由排列成梳狀的金屬部件組成,梳狀的部分也被稱為散熱片,其增加了表面面積,從而提高了散熱性能,往往散熱器會與風(fēng)扇或泵結(jié)合,以提供強(qiáng)制循環(huán)以及主動散熱的作用,以提高冷卻效率。
  底部填充料是倒裝的關(guān)鍵材料之一,在先進(jìn)封裝中用于包括緩解熱膨脹系數(shù)不匹配產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,分散芯片正面承載的應(yīng)力,保護(hù)焊球、傳遞芯片間的熱量等作用。受AI應(yīng)用蓬勃發(fā)展及手機(jī)、電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品小型化驅(qū)動,底部填充膠市場2030年有望增長至15.8億美元,當(dāng)前市場主要由德國漢高、日本昭和電工、信越等公司占據(jù)主要份額,國內(nèi)德邦科技不斷加速,突破海外壟斷,實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。
  風(fēng)險(xiǎn)提示:競爭加劇風(fēng)險(xiǎn),下游需求不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn),國際環(huán)境變化風(fēng)險(xiǎn)
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